Предельная деформация

В резьбовых соединениях предельная амплитуда напряжений <Ь iim практически не зависит от среднего напряжения, достигающего иногда больших значений (ог3ат^ 0,407-), поэтому в расчетах коэффициент безопасности проверяют по амплитудным (формула 1.24) и максимальным напряжениям.

Предельная амплитуда напряжений в винтах о"Ш1 мало зависит от среднего напряжения, поэтому на схематизированной диаграмме предельная прямая прочности проведена под углом 45° параллельно биссектрисе координатного угла.

В случаях, когда резьба накатана после термической обработки, остаточные напряжения во впадинах повышают сопротивление усталости винтов. При знакопеременном цикле изменения напряжений и среднем напряжении стт = 0 предельная амплитуда напряжений аа„„ накатанной резьбы составляет (1,5...2)а.. i ?. С ростом от до 0,5аТ- предельная амплитуда уменьшается примерно по линейному закону до значений, близких предельной амплитуде нарезанной резьбы (в пределах до 20 %). При дальнейшем повышении 0Ш она не меняется (см. штриховую предельную линию прочности на рис. 7.28).

Из условия прочности при расчете по к р и -терию выносливости в принятом допущении, что предельная амплитуда напряжения винтов не зависит от среднего напряжения, определяем квантиль распределения иРа разности anpo и ст„, характеризующий вероятность безотказной работы по выносливости

Эффективна оптимизация профиля для повышения сопротивления усталости увеличением радиуса закругления впадин. Исследования шпилек из сталей 38ХА и ЗОХГСА показали, что при переходе от резьбы с плоской впадиной к резьбе с радиусом г = 0,[Р предельная амплитуда нагрузки увеличилась на 23 %.

С этой целью из исследуемого материала следует изготовить несколько серий совершенно одинаковых образцов, каждая из которых подвергается испытаниям на выносливость. При этом фиксируется значение среднего напряжения цикла стш, а предельная амплитуда а„ определяется в результате опыта 186 п° базовому числу циклов JV0. Например,

Предельная амплитуда цикла, МН/м2 (кгс/мм2), — амплитуда напряжений, соответствующая пределу выносливости.

Сами по себе полученные сведения об изменении амплитуды деформации с ростом усталостной трещины в вершине концентратора напряжений еще недостаточны для определения возможности развития трещины. Необходимо ввести критерий разрушения, увеличение которого соответствовало бы условию дальнейшего роста трещины. Таким критерием может быть предельная амплитуда деформации Лепр. Эта предельная деформация должна достигаться не только у самой вершины трещины, но и на некотором расстоянии от нее. Это условие аналогично «структурному размеру», введенному Нейбером, или «характерному размеру», используемому другими исследователями. В качестве критической амплитуды деформации можно принять

Как видно из приведенных графиков, экспериментальные точки, нанесенные в указанных координатах, вполне удовлетворительно ложатся на прямую (2). Для гладких и надрезанных образцов с полированной поверхностью прямая отсекает на оси координат (при х = = 0) отрезок, соответствующий величине предела неограниченной выносливости. Для натурных элементов конструкций, окончательной операцией для которых было шлифование с последующим анодированием, предельная амплитуда, соответствующая неограниченной долговечности, оказывается близкой к нулю (см. рис. 3).

ПРЕДЕЛЬНАЯ АМПЛИТУДА ЦИКЛА — амплитуда напряжений, соответствующая пределу выносливости (или пределу ограниченной выносливости).

Предельная амплитуда цикла 3—48 Предельное напряжение цикла 3—48 Преломления показатель 3—48 Пресскрошка балинитовая 3—49

На величину пластической деформации, которую можно достичь без разрушения (предельная деформация), оказывают влияние многие факторы, основные из которых — механические свойства металла (сплава), температурно-скоростные условия деформирования и схема напряженного состояния. Последний фактор оказывает большое влияние на значение предельной деформации. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напряжений и увеличении сжимающих. В этих условиях (схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы типа мрамора могут получать пластические деформации. Схемы напряженного состояния в различных процессах и операциях обработки давлением различны, вследствие чего для каждой операции, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации.

где значения D0 и D — в м; Т — расчетный вращающий момент, Н • м; Da — наружный диаметр пружины, мм; Я0 — длина пружины в ненагруженном состоянии, мм; Л0 = А./2 — предварительная деформация пружины, равная половине общей деформации под нагрузкой, мм; А — зазор между цилиндрическими направляющими на сегментах, мм; Я1)ед — предельная деформация пружины, мм.

где Т — расчетный вращающий момент, Н-м [см. (20.1), (20.2)]; Da — наружный диаметр пружины; / — длина пружины после предварительного сжатия; HQ — длина пружины в ненагруженном состоянии; Я,0 = Х/2 — предварительная деформация пружины, равная половине общей деформации под нагрузкой; А — зазор между цилиндрическими направляющими двух соседних сегментов; А,пред — предельная деформация пружины.

Квазихрупкий излом включает в себя характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения и образуется возникновением макроскопической деформации, не превышающей 10-15%. Предельная деформация (относительное сужение кромок разрыва) вязкого разрушения составляет более 10-15%. Основной причиной вязкого разрушения является явление потери устойчивости (образование шейки) общей (макроскопической) или локальной пластической деформации (рис. 2.1). Как будет показано ниже, предельная равномерная деформация (до момента образования шейки) составляет около (0,6-1,0)п, где п - коэффициент деформационного упрочнения металла. Для многих сталей п = 0,1-0,4. Следовательно, вязкое разрушение трубопроводов и сосудов должно сопровождаться заметным утонением стенок (более 15%) вдали от разрыва при соот-

Предельная деформация с учетом хус может быть определена следующим образом:

Когда определяющей является предельная деформация (угол закручивания), расчет ведут на жесткость. Из уравнения (11.20)

где V - локальный объем разрушения, выделенный по поперечному сечению в зоне разрушения; LO - размер зоны с предельной плотностью энергии деформации в направлении растягивающего напряжения; Р - нагрузка; a - напряжение; sf - предельная деформация (рисунок 4.18).

где значения D0 и D — в м; Т — расчетный вращающий момент, Н • м; Da — наружный диаметр пружины, мм; Н0 — длина пружины в ненагруженном состоянии, мм; Л0 = Л/2—предварительная деформация пружины, равная половине общей деформации под нагрузкой, мм; А — зазор между цилиндрическими направляющими на сегментах, мм; Л11ред— предельная деформация пружины, мм.

нагружения; е/ — предельная деформация при разрушении

Материал Плотность, г/ см3 Модули упругости, кгс/мм2 Коэффициент 1 Пуассона I Предельная деформация, % «о О 8 О N S

Предельная деформация ползучести при разрушении *1